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用LTspice AC扫描分离差模共模:EMI滤波器与运放CMRR分析

用LTspice AC扫描分离差模共模:EMI滤波器与运放CMRR分析 做EMI整改的时候我经常被问到“为什么这个滤波器加上去没用”。十次有八次问题不是差模没压住就是共模没压住。这两条路径的搞定方式完全不同差模靠X电容和差模电感共模靠Y电容和共模电感如果一开始就把噪声类型搞错换再大的器件也白搭。LTspice的AC扫描指令.ac是我用来拆开差模和共模特性的主力工具。它能在线性电路里精确算出差模通路的插入损耗和共模通路的插入损耗把滤波器的能力、谐振点、漏感影响全部摊开来看。这篇文章我会把平时搭测试台的方法、共模电感的建模方式、运放CMRR的分析套路以及几个非常容易翻车的细节都写出来给做电源、EMC、硬件滤波的朋友直接参考。1. 差模噪声和共模噪声为什么必须拆开来看1.1 两种噪声的电流路径和频谱差异先理清概念。差模噪声是沿着电源线一条总线流出、再从另一条总线流回的噪声电流它在L线和N线之间形成回路环路面积越大对PCB走线电感越敏感。典型来源是开关管高频通断时在输入端产生的脉动电流这种电流的路径就是L→负载→N跟正常市电做功的路径一模一样只是在频谱上属于我们不需要的高频分量。共模噪声则不一样。它的电流在L线和N线上方向相同必须通过线路与地之间的杂散电容、设备金属外壳、散热器等路径回到源端。比如开关管漏极对散热器之间的寄生电容在MHz级别时阻抗已经变得很低高频电流会顺着这个寄生电容跑到地上去再顺着系统接地路径绕回来。这就是为什么很多电源只要一加散热器EMI高频段就压不住。从频谱上看差模噪声的分布比较宽几十kHz到几十MHz都可能存在但往往在较低频段更突出共模噪声通常会在1MHz以上明显起来因为寄生电容在高频时容抗降低共模回路电流才跑得起来。当然这不是绝对的铁律不同拓扑、不同PCB布局会改变两条路径的权重做仿真和整改时需要分开测量。1.2 工程上分离差模共模的典型场景为什么要专门做“分离”因为滤波器的设计目标完全不同。第一类是EMI滤波器设计。传导发射测试一般在150kHz到30MHz之间进行这个频段内LISN线路阻抗稳定网络会把电源端口的两条线电压取出来。我们需要知道噪声在L-N之间有多大以及在L、N对地之间有多大才好决定放大X电容还是Y电容。用AC仿真直接得到差模插入损耗和共模插入损耗能提前验证滤波器拓扑不用等打样回来再反复改。第二类是共模电感选型。共模电感的两个绕组绕在同一个磁芯上差模电流产生的磁通在磁芯里相互抵消所以差模方向上看它只是个很小的漏感几乎不挡50Hz工频电流但共模电流产生的磁通同向叠加呈现出很大的电感量专门用来抑制共模噪声。很多人不理解“为什么共模电感能让50Hz交流电通过”其实就是因为50Hz市电是L-N之间的差模信号共模电感对差模只有微亨级的漏感工频阻抗可以忽略。而共模噪声是L和N对地同方向的电流电感量才真正起作用。第三类是运放差分电路。仪表放大器、电流采样电路、差分放大器的共模抑制能力往往随频率下降。用AC扫描可以直接画出CMRR随频率变化的曲线看看是电阻失配在拖后腿还是运放本身的高频共模抑制到头了。还有一个很实用的场景电源输入端的滤波网络里通常同时存在X电容、Y电容和共模电感它们分别对不同模式起作用。比如X电容跨接在L-N之间对差模有效Y电容接在L-地、N-地之间对共模有效。如果你只做一次单端AC仿真是没法把这两条路径分开评估的而用双源激励的差模/共模测试法曲线各看各的非常清楚。2. AC扫描指令的原理和激励源设置逻辑2.1 .ac指令的三种扫描方式怎么选LTspice里的AC扫描指令语法很简单一条语句就能搞定.ac dec 100 10 10Meg .ac oct 20 10 10Meg .ac lin 100 10 10Meg第一个关键字是扫描方式。dec表示每十倍频程取N个点oct表示每倍频程取N个点lin表示在整个频率范围内均匀取N个点。我做EMC相关仿真时几乎无脑用dec因为传导干扰关注的频段跨度非常大从10kHz到30MHz横跨3到4个十倍频程。如果按线性取点低频部分取不到几个点低频特性根本看不清用dec可以让每个十倍频程都有足够多的点曲线光滑且文件不至于太大。建议点数取100到20020个点勉勉强强只适合快速预览想看谐振峰和毛刺最好用100以上。oct适合比较窄的频段比如只想看100kHz到1MHz这10倍频程内的细节用oct 20就是100个点比dec 20多得多。lin一般在混频器、音频电路等需要观察等间距频率分量的场合用做电源滤波分析不推荐。另外AC扫描的本质是在直流工作点上做小信号线性化然后在每个频率点计算复数传递函数。所以它给出的响应是线性的、频率域的输出是复数值曲线既能看幅度也能看相位。也正因如此AC仿真里不能出现真正的开关动作像开关电源这种强非线性时变系统AC指令不能直接用来分析开关纹波要做瞬态仿真加FFT或者用平均模型做环路分析。这是很多新手容易踩的一个认知坑。2.2 信号源的AC Amplitude与AC Phase差模和共模激励的关键在LTspice中放置普通电压源双击打开对话框点右下角的Advanced就能看到Small Signal AC Analysis栏里面有AC Amplitude和AC Phase两个参数。默认AC Amplitude是1相位是0。很多人做AC仿真时根本不管这两个参数直接用默认值这在单端分析时问题不大但要做差模共模分离相位就成了关键。两个源的相位组合直接决定了差模和共模分量的大小。假设一个测试台有两个输入节点inp和inn各接一个源当V1 0.5∠0°V2 0.5∠180°时V1和V2的极性相反。输出端的差分输入是V(inp) - V(inn) 0.5 - (-0.5) 1V共模输入是(V(inp) V(inn))/2 0这就是标准的纯差模激励。当V1 0.5∠0°V2 0.5∠0°时两个源极性相同。差分输入是0.5 - 0.5 0共模输入是0.5V这就是纯共模激励。所以只需要在第二次仿真时把V2的AC Phase从180改成0就能在同一个原理图上完成差模和共模两种激励切换。这个操作看起来简单却是整个测试方法的灵魂。有一种偷懒做法是用单个电压源把输入端的另一端直接接地美其名曰“差模信号不就是一个高一个低吗”。在完全线性和完全对称的网络里这样做差模传递函数一般也是对的但一旦电路里存在共模路径比如Y电容到地、运放有共模增益、PCB有不对称寄生单端激励就会把共模响应混进结果里差模曲线就不再纯净。所以规范的测试台一定是双源反相不用省这个步骤。我再分享一个小技巧可以用参数化相位一次跑完两种模式。把V2的AC Phase填成{ph}然后在原理图添加一条SPICE指令.step param ph list 0 180仿真运行时LTspice会先跑ph0共模激励再跑ph180差模激励波形窗口里会出现两组曲线用颜色区分。第一次用这个办法时记得在波形窗口的Select Steps里切换不然会困惑“为什么多了两条一模一样的曲线”。2.3 直流工作点对AC仿真结果的影响AC扫描虽然是频域分析但它的第一步是寻找直流工作点。所有的非线性元件运放、二极管、晶体管都要在某个静态工作点上被线性化然后在这个工作点附近计算交流传递函数。如果工作点不对AC结果就是完全失真甚至荒谬的。最典型的翻车例子是运放没有输入共模偏置。运放输出直接掉到电源轨AC曲线要么是一条平线要么毫无规律。再比如二极管没有偏置电流工作在零偏附近小信号电阻大到离谱仿真结果和实际电路完全对不上。所以我每次在LTspice里跑AC之前都会先跑一遍.op把关键节点电压过一遍确认静态工作点正常再开始扫频。这一点在带反馈的运放电路里尤其重要因为反馈网络本身就会设定工作点但某些情况下比如输入源通过电容耦合进来直流工作点会悬空。解决办法是在运放输入端加一个高阻值电阻到某个合适的直流电位几个MΩ级别都不会影响AC响应。3. 搭一个能区分差模/共模的测试台3.1 最简测试台元件清单与连接方式以共模电感CMC为例我通常在LTspice里搭这样一个测试台元件清单如下元件位置值说明V1inp到地AC 0.5相位0差模/共模激励源V2inn到地AC 0.5相位180或0相位决定激励模式L1inp到midp2m共模电感一个绕组L2inn到midn2m共模电感另一个绕组K1L1/L2耦合0.98互感系数R1midp到地50模拟LISN/接收机负载R2midn到地50模拟LISN/接收机负载连接方式很简单V1正端接inp节点V2正端接inn节点两个源负端都接地L1跨接在inp和midp之间L2跨接在inn和midn之间R1、R2分别从midp、midn到地。负载为什么用两个50Ω到地因为LISN标准中L线和N线对地各呈现50Ω阻抗接收机输入阻抗也是50Ω。这样测试台贴合实际EMI测量条件。如果你只是想看滤波器本身的传递特性可以把负载改成任意值但要注意负载形式会直接影响差模和共模的等效负载阻抗。关于源内阻我这个测试台先用理想电压源源内阻为0。如果要更严格的插入损耗定义可以在电压源属性里设置Series Resistance为50Ω或者串联一个50Ω电阻到输入节点。加了源内阻之后分压效应会让曲线整体下移但差模共模分离的方法不变。我一般先不加源内阻做定性分析看谐振频率和形态确认设计合理之后再按测试标准加上源内阻做定量验证。3.2 共模电感在LTspice里的耦合建模共模电感的真实结构是两个绕组绕在同一个磁芯上中间有互感。LTspice里最简单的建模方法就是两个独立电感加一个K耦合指令L1 inp midp 2m L2 inn midn 2m K1 L1 L2 0.98K值代表耦合系数实际共模电感的K一般在0.95到0.995之间。K越接近1漏感越小差模电感就越小。这里有个非常容易混淆的点共模电感的总电感量很大比如2mH但差模方向看进去只看到一个很小的漏感大约等于L*(1-K)。用上面的参数算漏感是2mH*0.0240µH这才是差模滤波真正用到的电感量。所以千万不要在差模插入损耗仿真里期望CMC像一个大电感一样把差模噪声统统滤掉。差模曲线通常只在很高的频率才开始衰减而那段衰减主要也是X电容和漏感共同作用的结果。放置K耦合指令有两种方式。一种是在原理图按F2搜索“k”符号把K元件放进去填上两个电感名和K值。另一种更简单直接在Edit菜单里选SPICE Directive输入一行文本K1 L1 L2 0.98前提是原理图中的电感位号确实叫L1和L2。右键电感可以看到位号如果被改成了L3/L4把K指令里的名字跟着改就行。K指令默认耦合是正向的也就是两个电容的同名端同时流入电流时磁通叠加。共模电感需要的特性是差模电流在磁芯里磁通相消共模电流磁通相叠加。这取决于电路里电感的极性摆放。在LTspice中电感符号带一个小圆点圆点端就是同名端。如果你把L1、L2的圆点都放在输入侧输入差模电流时L1电流从同名端进L2从同名端出磁通方向相反刚好是共模电感该有的样子。我们这里就是这种接法所以正常工作。怎么验证极性对不对跑一次差模仿真查一下。如果极性正确差模插入损耗曲线在低频段接近0dB电感几乎不挡差模信号如果极性接反了你会惊恐地发现差模也出现了一个明显的低通好像CMC变成了大电感。这个问题实操里太常见了直接在后面的排错章节详细展开。3.3 用输出表达式把两种模式分开仿真跑完波形窗口里默认只显示你点击的节点电压这远远不够。我们需要在波形窗口右键选择Add Trace手动输入表达式。差模增益表达式db((V(midp)-V(midn))/(V(inp)-V(inn)))共模增益表达式db((V(midp)V(midn))/(V(inp)V(inn)))db()是LTspice内置函数等于20*log10(magnitude(x))。AC仿真的电压值都是复数db()会先取模再转成dB省得自己写对数。为什么增益表达式可以这样写不需要除以2因为差模增益定义是差分输出除以差分输入分子分母同时除以2不影响商。共模增益定义是共模输出除以共模输入如果写成(Vout_pVout_n)/(Vin_pVin_n)分子分母都相当于两倍的共模分量比例正好是共模增益。这一点非常方便不用在表达式里塞2。输入激励我们设的是0.5所以在差模测试中(V(inp)-V(inn))如果负载很轻会接近1V但这不意味着表达式一定要等于0dB。表达式是复比不受激励幅度影响这是比直接plot单个节点电压更科学的做法。用单个节点电压当增益看一旦改激励幅度或者加了源内阻数字就全变味了而用除法表达式输入电压怎么设都没关系。建议在差模仿真和共模仿真时使用同一份表达式模板只换加号减号。把两个trace命令记在文本文件里每次新建原理图直接贴过去省心省力。3.4 测试台自检搭好测试台之后先别急着仿真滤波器做两个小自检能避免很多无意义的返工。自检一把L1、L2短路或者直接移除只保留两个50Ω电阻。此时差模增益应该是0dB直线共模增益也应该是0dB直线。如果跑出来不是0dB检查表达式里的节点名是否写错或者激励源相位是否真的生效了。自检二把CMC替换成一个RC低通比如输入串联100Ω电阻输出端接100nF电容到地。理论转折频率是f 1 / (2 * pi * R * C) 1 / (2 * pi * 100 * 100e-9) ≈ 15915Hz跑出来-3dB点如果落在15.9kHz附近说明AC扫描设置和测试台整体没问题。之后换回CMC曲线才可信。这个自检步骤看起来笨但非常值得做。我见过有人在错误节点命名的前提下跑了一下午仿真最后才发现表达式里的V(inp)和电路里的实际节点名只差一个字母。自检可以快速暴露这一类低级错误。4. 实操EMI滤波器的差模/共模插入损耗4.1 加入X电容和Y电容看滤波器整体效果还是上面这个CMC测试台我们在输出侧加上滤波电容Cx跨接在midp和midn之间取值100nF主要滤差模。Cy1从midp到地取值2.2nF。Cy2从midn到地取值2.2nFCy主要滤共模。注意安全标准的限制实际产品里Y电容的容量受漏电流限制不能太大。这里只是为了演示滤波特性取2.2nF并不代表所有场景都适用。连接完成后保持V2相位为180跑一次差模激励再加入共模表达式记录差模插入损耗曲线然后把V2相位改成0再跑一次记录共模插入损耗曲线。如果用了.step param ph list 0 180就一次跑完之后在波形窗口用Select Steps切换到两个模式。差模方向的信号路径源 → L1/L2的漏感串联 → X电容并联 → 负载电阻。这本质上是一个LC低通滤波器转折频率大致由漏感Lk和X电容决定f_dm ≈ 1 / (2 * pi * sqrt(Lk * Cx))漏感如果是40µHCx是100nF转折频率大约在79.6kHz左右。而共模方向的路径是源 → 共模电感Lcm2mH → 两个Y电容串联/并联等效约2.2nF2.2nF还要看具体拓扑 → 负载。共模转折频率明显更低可能只有十几kHz所以共模插入损耗从很低的频率就开始上升。这时候再看“共模电感为什么能过50Hz”就清楚多了50Hz离差模转折频率都还很远曲线几乎是平的插入损耗约0dB当然能正常通过市电。而共模噪声往往是几百kHz到几十MHz正好落在共模电感高衰减的区段里。4.2 插入损耗曲线的判读方法插入损耗曲线纵坐标单位是dB数值越负说明衰减越强。-3dB点就是半功率点工程上习惯认为超过-3dB开始有明显滤波效果。-20dB代表衰减到原来的1/10-40dB是1/100。看差模曲线时重点看两个指标第一个是低频段是不是接近0dB如果低频就有好几dB衰减说明源阻抗或者负载阻抗和滤波器网络不匹配这在宽带EMC设计里需要留意第二个是高频段的衰减斜率理想LC滤波器应该是-40dB/dec如果达不到往往是电容存在等效串联电阻ESR或者电感存在寄生电容。看共模曲线时除了看衰减斜率还要注意高频区段有没有出现“上翘”。共模电感绕组的匝间寄生电容会在很高的频率形成谐振导致阻抗下降插入损耗曲线从低点反弹。好的共模电感设计会让这个自谐振频率尽量高最好落在30MHz传导测试频段之外否则你会在20MHz附近看到一个共模滤波“失明”的坑。还有一个常见现象差模曲线在某些频率会出现谐振尖峰也就是衰减突然变浅甚至变成增益。这通常是LC谐振和源/负载阻抗交互形成的。用LTspice看曲线时可以打开光标把鼠标放在尖峰位置读出频率然后对照理论式验证。4.3 用参数扫描观察器件值对曲线的影响AC仿真配合.step参数扫描是选型利器。以共模电感量为例我们把L1和L2的电感值参数化.step param L 1m 3m 1m L1 inp midp {L} L2 inn midn {L} K1 L1 L2 0.98仿真后波形窗口里会同时显示L1m、2m、3m时的差模和共模曲线。你会发现共模转折频率随电感量增大而明显左移但差模曲线几乎纹丝不动——因为差模方向只看到漏感而漏感是L*(1-K)K不变时漏感按比例增大但变化幅度远没有共模大。这个结果能直观告诉我们想压差模噪声加共模电感没用得加X电容或者专门的差模电感。同样的方法可以扫描X电容值.step param Cx 47n 220n 47n Cx midp midn {Cx}如果看到差模谐振峰位置随Cx变化移动得很规律说明测试台和模型工作正常。如果曲线变化不规律先怀疑K值和极性再怀疑节点连接。参数扫描配合AC分析的时候要注意.step里的参数要在元件值上用大括号引用不能直接写“2m”然后想扫描它必须把元件值改成{L}这种形式。我经常在原理图里忘了某颗电容没有参数化结果它固定不动另一颗电容扫了十几次最后才反应过来。5. 实操运放差分电路的CMRR频率响应5.1 差分放大器测试电路搭建AC扫描分析差模共模的另一个经典场景是运放电路的共模抑制比。这里我以一个最简单的差分放大器为例运放同相输入端通过R1接输入P反相输入端通过R2接输入N反馈电阻Rf从输出反馈到反相端同相端再通过R3到地。常规取值R1 R2 10kΩR3 R4(Rf) 100kΩ理论差模增益是Rf/R1 10也就是20dB。运放我推荐用LTspice自带的UniversalOpamp2符号而不是一开始就导入厂商模型。为什么UniversalOpamp2的参数很直观能直接设置开环增益、带宽、共模抑制比等参数适合先算“理论上该长什么样”。右键放置好的运放符号在属性里设置Aol100k GBW10Meg CMRR100dB Vhigh5 Vlow-5这样的设置表示开环增益100000倍单位增益带宽10MHz低频CMRR 100dB输出摆幅±5V。如果你手头有厂商提供的.lib模型文件比如Ti的一些高精度运放模型也可以用LTspice的opamp符号关联进来方法是在symbol上右键选择Open Symbol或者在SPICE Directive里加.include xxx.lib然后把模型名填到opamp的属性里。但先用UniversalOpamp2把原理搞明白再去碰厂商模型会顺手很多。5.2 差模增益和共模增益分开扫给运放接好±5V双电源后输入源还是老一套V1接输入PAC 0.5相位0V2接输入NAC 0.5相位180差模或0共模。差模扫描后的增益表达式db(V(out)/(V(inp)-V(inn)))因为运放输出是单端的所以分子不需要做差直接用V(out)就行。在差模激励下V(inp)-V(inn)等于1V输出应该在低频时是10倍也就是20dB。共模扫描时把V2相位改0。输入共模电压是0.5V理想情况下运放共模增益为0输出应该是0V曲线会掉到负无穷。但真实情况有电阻失配和运放自身CMRR限制输出不可能是零它会是一个很小的有限值。共模增益表达式db(V(out)/(V(inp)V(inn)))注意这里不再除以2因为表达式分子分母都少了同一个因子比例不变。5.3 CMRR曲线怎么算电阻失配为何致命CMRR的定义是差模增益除以共模增益CMRR 20 * log10(Ad / Ac) dB如果你跑了两组仿真可以分别记录低频段的Ad和Ac然后计算CMRR。比如Ad是20dBAc是-80dBCMRR就是100dB。这里要记住AC仿真中曲线是复数直接用db()函数看的是幅度相位信息不会影响CMRR的幅度计算。用参数扫描可以更直观地观察步进效果。LTspice里可以对相位做step一次性得到差模和共模两组结果但CMRR需要两组结果的比值单次step曲线没法直接相除。我一般是分开跑两次把关键频率点记下来算CMRR或者用.measure AC指令自动提取。.measure指令对AC不太直观大多数人包括我还是习惯肉眼读曲线反而更快。电阻失配是差分放大器CMRR下降的最常见原因。理想条件是四个电阻严格满足比例关系比如R1R210kR3R4100k这时电阻网络本身不产生共模到差模的转换。但只要某一颗电阻偏离标称值1%共模电压就会在电阻桥路上转化为差模误差最终出现在输出端。我在仿真里试过把R4改成{100k*1.001}也就是0.1%的失配CMRR一下子从100dB级别掉到60dB级别。这就是为什么高精度仪表放大器要用精密的激光修调电阻网络或者用三运放仪表放大器结构先把差分信号转换为单端信号再交给后级放大。电阻失配导致的CMRR随频率基本是平的但运放自身的CMRR会随频率滚降。用UniversalOpamp2扫出来低频时CMRR受电阻失配主导到达某个频率后运放的开环增益开始下降环路校正能力减弱共模抑制能力也跟着掉曲线出现明显的滚降段。看到这种曲线形态你就能判断瓶颈在哪平坦的低频段是电阻精度在限制高频滚降是运放带宽在限制。6. 仿真中容易翻车的五个细节与排查过程6.1 相位设置错误看起来是差模其实是单端现象差模扫描时输出增益正常但换成共模激励后发现输出也有不小的信号而且曲线形状和差模非常像。排查思路是先别急着怀疑电路直接看输入节点。在波形窗口里把V(inp)和V(inn)两条曲线调出来如果差模模式时两个节点电压相位差不是180°而是0°说明V2的AC Phase没有真正填成180可能填成了0或者改了相位之后没有重新仿真生效。另一种情况是AC Phase填了180但AC Amplitude忘了填一个源是0.5另一个源是默认1。这时候输入差分是1.5V也不是1V增益表达式虽然能用但你的“纯差模激励”就掺了共模分量共模测试也会乱。我建议每次改完源参数都先plot一下V(inp)-V(inn)确认低频是一条平直的1V线再去看输出。这个验证步骤只需要几秒钟却能省掉后面一小时的无效分析。6.2 耦合电感极性反了差模曲线被“伪装”成共模现象明明做的是差模测试CMC的差模插入损耗竟然在几十kHz就开始下降好像电感量不是漏感而是整个2mH。这时候九成是耦合电感的极性反了。排查方法很简单把K指令临时改成K1 L1 L2 0也就是暂时解除耦合再跑一次差模仿真。如果曲线几乎没变化说明当前差模响应本来就不是靠耦合产生的极性对如果解除耦合后差模曲线大变说明之前K耦合对差模起了作用极性肯定不对。修正极性最直接的办法是旋转其中一个电感的符号。在LTspice里选中电感按CtrlR旋转让两个电感的同名端小圆点落在电路的不同侧。旋转后重新跑一遍正常情况下差模曲线会恢复到0dB附近共模曲线保持低通形状。我刚开始用LTspice模拟CMC时在这个问题上卡了整整一天最后用“解除耦合对比法”才定位到极性。后来每次搭CMC测试台我都会先做一次解除K的对照实验已经成为肌肉记忆了。6.3 K值设成1导致矩阵奇异或结果不收敛K值如果设成1完全耦合的漏感为零SPICE求解器在计算变压器矩阵时可能报“Matrix is singular”之类的错误尤其是电路里同时还有理想电压源的时候。即便不报错数值上也会变得很敏感稍微改个参数曲线就乱跳。实际共模电感的漏感本来就是设计参数之一K取0.98到0.995更贴近真实器件也能让求解器更稳定。如果你确实需要完全耦合的模型最好在某个绕组上串一个小电阻或者小电感来破坏奇异性不过这种情况很少见共模电感没必要用K1。6.4 扫描范围和点数不足谐振峰被吃掉有朋友拿.ac lin 100 1 30Meg来扫EMI滤波器结果曲线在低频段是一条毛线谐振峰根本看不到。线性扫描从1Hz到30MHz要平均分配100个点每300kHz才一个点100kHz附近的细节全部丢失。正确姿势是.ac dec 200 100 30Meg起始频率可以从10Hz或者100Hz开始但每十倍频程一定要有足够点。想做粗扫用dec 20精扫用dec 100到200。还有一点扫描起始频率最好远低于你预期的转折频率至少低一个十倍频程否则低频段趋势看不出个所以然。如果发现曲线在某个频段出现锯齿状跳变优先怀疑两种可能一是扫描点数太少二是电路里某些寄生电感和电容在更高频段形成数值噪声这时适当提高点数或者用oct模式在关注的频段加密。6.5 表达式里log用错dB值凭空放大2.3倍LTspice的log()函数是自然对数不是以10为底的对数。想算20*log10的dB值要么写20*log10(V(out)/V(in))要么直接用db()函数内部已经帮你做了20*log10。我见过有人在连接框里输入20*log(V(out)/V(in))结果所有曲线数值都放大了ln10约2.3倍看着好像滤波性能很夸张实际全是错的。这类错误非常隐蔽因为曲线形状完全一样只是纵轴数值不对不仔细校核根本发现不了。自己写表达式时看到纵轴数值异常漂亮或者异常夸张第一反应去查对数底数而不是开心地截图发朋友圈。另外一个表达式相关的小坑是节点名里的非法字符。LTspice节点名不要带中文、尖括号、百分号等符号否则表达式解析时会报错。平时建原理图时养成给关键节点起英文字母名称的习惯比如inp、inn、midp、midn、out仿真时会省很多事。一个可以长期保留的测试台思路这套差模共模AC测试法我现在基本是当成固定模板来用的。无论设计一个新EMI滤波器还是排查某颗共模电感在高频段的表现第一件事就是把双源测试台搭出来跑两种激励再套用那两个表达式。平时遇到其他同事说“这个电感怎么感觉没起作用”我都会建议先跑一遍差模和共模的插入损耗曲线看看问题到底出在哪一条路径上。很多时候是Y电容位置不对是K值设低了漏感太大或者是极性反了而不是电感本身质量不行。如果你以后想再进一步可以把测试台和参数扫描结合起来对电容容差、电感K值、温度相关参数做蒙特卡洛分析。LTspice虽然不能直接蒙特卡洛但配合.step和随机函数可以初步模拟容差影响。对我来说先用AC扫描把差模共模的频域行为吃透再谈优化和容差顺序是对的。希望这套方法能帮你少走一点我走过的弯路。
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